Fizyka Kurs podstawowy z elementami kursu rozszerzonego
Transkrypt
Fizyka Kurs podstawowy z elementami kursu rozszerzonego
Fizyka Kurs podstawowy z elementami kursu rozszerzonego koniecznymi do podjęcia studiów technicznych i przyrodniczych Rozkład materiału i wymagania edukacyjne dla klasy 1c – biologiczno chemicznej do programu DKOS-5002-38/04 i podręcznika "Fizyka dla szkół po- nadgimnazjalnych kurs podstawowy z elementami kursu rozszerzonego koniecznymi do podjęcia studiów technicznych i przyrodniczych" pod redakcją J. Salach, wydawnictwa ZamKor, nr dopuszczenia 90/04 Nr lekcji 1 temat Wymagania edukacyjne z fizyki. Wymagania na poszczególne oceny dostateczny dobry dopuszczający Uczeo: Uczeo: Uczeo: b. dobry Uczeo: Wiadomości wstępne. Matematyczne metody w fizyce 2 3-5 6 7 Wielkości skalarne i wektorowe. Układ jednostek SI. Działania na wektorach. (dodawanie, odejmowanie, rozkład na składowe) Wektor w układzie współrzędnych. Działania na wektorach, rozwiązywanie zadao. potrafi podad przykłady wielkości fizycznych skalarnych i wektorowych, potrafi wymienid cechy wektora, potrafi dodad wektory, potrafi odjąd wektor od wektora, potrafi pomnożyd i podzielid wektor przez liczbę, potrafi rozłożyd wektor na składowe w dowolnych kierunkach, potrafi obliczyd współrzędne wektora w dowolnym układzie współrzędnych, potrafi zapisad równanie wektorowe w postaci (jednego, dwóch lub trzech) równao skalarnych w obranym układzie współrzędnych (jedno-, dwu-, trzywymiarowym), potrafi zilustrowad przykładem każdą z cech wektora, potrafi mnożyd wektory skalarnie i wektorowo, potrafi odczytad z wykresu cechy wielkości wektorowej posługując się działaniami na wektorach potrafi skonstruowad wektor przyspieszenia w ruchu prostoliniowym przyspieszonym, opóźnionym i w ruchu krzywoliniowym, wie, że przyspieszenie dośrodkowe jest związane ze zmianą kierunku prędkości, potrafi wyprowadzid i zinterpretowad wzory przedstawiające zależności od czasu współrzędnej położenia i prędkości dla ruchów jednostajnych, potrafi sporządzad wykresy tych zależności, potrafi objaśnid, co to znaczy, że ciało porusza się ruchem jednostajnie przy- potrafi wyprowadzid wzór na wartośd przyspieszenia dośrodkowego, potrafi przeprowadzid dyskusję problemu przyspieszenia w ruchach zmiennych krzywoliniowych, rozróżnia jednostki podstawowe wielkości fizycznych i ich pochodne. potrafi rozwiązywad zadania dotyczące ruchów jednostajnych i jednostajnie zmiennych. potrafi rozwiązywad problemy dotyczące ruchu po okręgu. potrafi rozwiązywad problemy dotyczące składania ruchów. Kinematyka. 8 9 10 11 12-13 14 15 16 17 18 19 20-21 Wielkości charakteryzujące ruch. Szybkośd średnia i chwilowa. Prędkośd średnia i chwilowa. Ruch jednostajny prostoliniowy. Ruchy jednostajnie zmienne prostoliniowe. Ruchy prostoliniowe-rozwiązywanie zadao. Ruch po okręgu. Ruch po okręgu – rozwiązywanie zadao. Składanie ruchów. Prędkośd względna. Kinematyka – rozwiązywanie zadao. Powtórzenie i utrwalenie wiadomości. Sprawdzian wiadomości. wie, że ruchy dzielimy na postępowe i obrotowe i potrafi objaśnid różnice między nimi, wie, co nazywamy szybkością średnią i chwilową, odróżnia zmianę położenia od przebytej drogi, wie, co nazywamy prędkością średnią, wie, że w ruchu po linii prostej stale w tę samą stronę wartośd przemieszczenia jest równa przebytej drodze, wie, co nazywamy prędkością chwilową, potrafi zdefiniowad przyspieszenie średnie i chwilowe, potrafi objaśnid, co to zna- potrafi obliczad szybkośd średnią, wie, że do opisu ruchu potrzebna jest wielkośd wektorowa – prędkośd, potrafi narysowad wektor położenia ciała w układzie współrzędnych, potrafi narysowad wektor przemieszczenia ciała w układzie współrzędnych, wie, że prędkośd chwilowa jest styczna do toru w każdym punkcie, zna wyrażenia na wartośd przyspieszenia dośrodkowego. potrafi obliczad szybkośd, drogę i czas w ruchu prostoliniowym jednostajnym, potrafi sporządzad wykresy czy, że ciało porusza się po okręgu ze stałą szybkością, wie, jaki ruch nazywamy prostoliniowym jednostajnym, jednostajnie zmiennym wie co to jest okres, częstotliwośd w ruchu po okręgu wie, co nazywamy szybkością kątową, s(t) i (t ) oraz odczytywad z wykresu wielkości fizyczne, potrafi obliczyd drogę przebytą w czasie t ruchem jednostajnie przyspieszonym i opóźnionym, potrafi obliczad szybkośd chwilową w ruchach jednostajnie przyspieszonych i opóźnionych, wie, że w ruchu po linii prostej w przypadku ruchu przyspieszonego wektory i a mają zgodne zwroty, a w przypadku ruchu opóźnionego mają przeciwne zwroty. potrafi wyrazid szybkośd liniową przez okres ruchu i częstotliwośd, wie, co nazywamy szybkością kątową, potrafi wyrazid szybkośd kątową przez okres ruchu i częstotliwośd, wie, jak stosowad miarę łukową kąta, potrafi zapisad związek pomiędzy szybkością liniową i kątową. wie, że jeśli ciało uczestniczy równocześnie w kilku ruchach, prędkości sumujemy. spieszonym i jednostajnie opóźnionym (po linii prostej), potrafi wyprowadzid i zinterpretowad wzory przedstawiające zależnośd od czasu: współrzędnych położenia, prędkości i przyspieszenia dla ruchów jednostajnie zmiennych po linii prostej, potrafi sporządzad wykresy tych zależności, wie, że droga w dowolnym ruchu można obliczyd jako pole powierzchni odpowiedniej figury na wykresie x (t ) . potrafi zapisad różne postacie wzorów na wartośd przyspieszenia dośrodkowego. potrafi zmieniad układ odniesienia, w którym opisuje ruch. Dynamika 22 23-24 Podział oddziaływao i skutków oddziaływao. Zasady dynamiki Newtona. wie, że oddziaływania dzielimy na wymagające bezpośredniego kontaktu i od- wie, że o tym, co się dzieje z ciałem decyduje siła wypadkowa, potrafi stosowad poprawnie zasady dynamiki, wie, że pierwsza zasada potrafi rozwiązywad problemy, wykorzystując zasady dynamiki, 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36-37 Pęd ciała. II zasada dynamiki w postaci uogólnionej. Zasada zachowania pędu. Siła tarcia. Opis ruchu z uwzględnieniem siły tarcia. Ruch na równi pochyłej. Praca i moc mechaniczna. Energia mechaniczna. Zasada zachowania energii mechanicznej. Energia mechaniczna – rozwiązywanie zadao. Siły bezwładności. Dynamika – rozwiązywanie zadao. Powtórzenie i utrwalenie wiadomości. Sprawdzian wiadomości. działywania „na odległośd”, wie, że wszystkie oddziaływania są wzajemne, wie, że miarą oddziaływao są siły, rozumie i rozróżnia pojęcia siły tarcia statycznego i kinetycznego. rozróżnia współczynniki tarcia statycznego i kinetycznego. potrafi obliczad pracę stałej siły, potrafi obliczad moc urządzeo, wie, co nazywamy pędem ciała i pędem układu ciał, zna przyczyny występowania siły tarcia wie, że warunkiem ruchu jednostajnego po okręgu jest działanie siły dośrodkowej stanowiącej wypadkową wszystkich sił działający rozróżnia układy inercjalne i nieinercjalne, ch na ciało, potrafi obliczyd energię potencjalną ciała w pobliżu Ziemi, korzystając z definicji pracy, potrafi zapisad i objaśnid wzór na energię kinetyczną ciała, potrafi podad przykład zasady zachowania energii . rozumie i potrafi wypowiedzied zasadę zachowania pędu potrafi objaśnid, co nazywamy układem ciał, dynamiki jest spełniona w układach inercjalnych, rozumie pojęcie pędu i ogólną postad II zasady dynamiki, potrafi objaśnid pojęcie środka masy, potrafi opisywad przykłady zagadnieo dynamicznych w układach nieinercjalnych (siły bezwładności). potrafi obliczad pracę siły zmiennej, wie, jakie siły nazywamy wewnętrznymi w układzie ciał, a jakie zewnętrznymi, potrafi sformułowad i objaśnid definicję energii mechanicznej układu ciał i jej rodzajów, potrafi zapisad i objaśnid zasadę zachowania energii. potrafi wykorzystad zasadę zachowania pędu do rozwiązywania zadao, potrafi rozwiązywad problemy dotyczące ruchu po okręgu, potrafi rozwiązywad problemy dynamiczne z uwzględnieniem siły tarcia posuwistego. potrafi wyprowadzid wzór na energię kinetyczną, potrafi wyprowadzid zasadę zachowania energii. potrafi rozwiązywad problemy związane ze zmianami energii mechanicznej i jej zachowaniem. na podstawie prawa grawitacji potrafi wykazad, że w pobliżu Ziemi na każde ciało o masie 1 kg działa siła grawitacji o wartości około 10 N, potrafi uzasadnid, że satelita może tylko wtedy krążyd wokół Ziemi po orbicie w kształcie okręgu, gdy siła grawitacji stanowi siłę dośrodkową. potrafi sporządzad wykresy potrafi opisad oddziaływanie grawitacyjne wewnątrz Ziemi potrafi wyprowadzid wzór na wartośd pierwszej prędkości kosmicznej, wie, że badania ruchu ciał niebieskich i odchyleo tego ruchu od wcześniej przewidywanego, mogą doprowadzid do odkrycia nieznanych ciał niebieskich. potrafi rozwiązywad problemy z użyciem ilościowego opisu pola grawitacyjnego. Grawitacja 38 39-40 41 42-43 44 45 46 47 48 49-50 Prawo powszechnego ciążenia. Pole grawitacyjne. Natężenie pola grawitacyjnego. Ruch satelitów dookoła Ziemi. I prędkośd kosmiczna. Ruch planet dookoła Słooca. Prawa Keplera. Energia potencjalna grawitacji. Potencjał pola grawitacyjnego. II prędkośd kosmiczna. Grawitacja – rozwiązywanie zadao. Powtórzenie i utrwalenie wiadomości. Sprawdzian wiadomości. potrafi sformułowad prawo powszechnej grawitacji, wie, co nazywamy pierwszą prędkością kosmiczną i jaka jest jej wartośd, wie, że każde ciało (posiadające masę) wytwarza w swoim otoczeniu pole grawitacyjne, poprawnie wypowiada definicję natężenia pola grawitacyjnego, wie, co nazywamy drugą prędkością kosmiczną i zna jej wartośd potrafi podad przykłady zjawisk, do opisu których stosuje się prawo grawitacji, wie, że dla wszystkich planet Układu Słonecznego siła grawitacji słonecznej jest siłą dośrodkową zna prawa Keplera, wie, od czego zależy wartośd natężenia centralnego pola grawitacyjnego w danym punkcie, wie, że w pobliżu Ziemi pole grawitacyjne uważamy za jednorodne. (r ) zależności , potrafi matematycznie wie, od czego zależy energia potencjalna ciała w polu centralnym, wie, od czego i jak zależy potencjał centralnego pola grawitacyjnego,, wie, dlaczego przyspieszenie ziemskie w różnych szerokościach geograficznych jest różne. opisad rzut pionowy w dół, potrafi podad i objaśnid wyrażenie na pracę siły centralnego pola grawitacyjnego, rozumie i poprawnie wypowiada definicję grawitacyjnej energii potencjalnej, wie, że zmiana energii potencjalnej grawitacyjnej jest równa pracy wykonanej przez siłę grawitacyjną wziętej ze znakiem „minus”, poprawnie sporządza i interpretuje wykres zależ- E (r ) ności p , poprawnie wypowiada definicję potencjału grawitacyjnego, potrafi sporządzad wykresy zależności V (r ) , potrafi obliczad pracę, znając różnicę potencjałów pomiędzy rozważanymi punktami, potrafi wyprowadzid i prawidłowo zinterpretowad wzór na wartośd drugiej prędkości kosmicznej. Fizyka cząsteczkowa i termodynamika. 51 52 53 54 55 Budowa cząsteczkowa gazów i cieczy. Temperatura. Zerowa zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna. I zasada termodynamiki. Równanie stanu gazu doskonałego. Równanie stanu gazu doskonałego - roz- potrafi wymienid właściwości gazów, potrafi objaśnid pojęcie gazu doskonałego, potrafi wymienid właściwości cieczy. zna związek temperatury potrafi wyjaśnid, na czym polega zjawisko dyfuzji, ruchów Browna potrafi zdefiniowad energię wewnętrzną i ciepło, potrafi wypowiedzied i objaśnid zerową i pierwszą potrafi opisad skutki działania sił międzycząsteczkowych, potrafi wyjaśnid zjawiska menisku.. potrafi zapisad i objaśnid podstawowy wzór na ci- rozumie co to znaczy, że energia wewnętrzna jest funkcją stanu, potrafi rozwiązywad problemy związane z wykorzystaniem pierwszej zasady termodynamiki, 56-57 58 59 60-61 62 63 wiązywanie zadao. Przemiany gazu doskonałego. Ciepło właściwe i molowe. Bilans cieplny. Silnik cieplny. II zasada termodynamiki Termodynamika – rozwiązywanie zadao. Entropia. Procesy odwracalne i nieodwracalne. ciała ze średnią energią kinetyczną jego cząsteczek potrafi wymienid i opisad przemiany gazowe. wie co to znaczy, że proces jest odwracalny lub nieodwracalny potrafi opisad zjawiska: topnienia, krzepnięcia, parowania, skraplania, sublimacji, resublimacji, wrzenia i skraplania w temperaturze wrzenia zasadę termodynamiki potrafi przeliczad temperaturę w skali Celsjusza na temperaturę w skali Kelvina i odwrotnie. rozumie i potrafi opisad założenia teorii kinetycznomolekularnej gazów, potrafi zapisad i objaśnid równanie stanu gazu doskonałego, potrafi zapisad i objaśnid równanie Clapeyrona rozumie kierunkowośd procesów w przyrodzie. . potrafi objaśnid sens fizyczny pojęcia entropii, potrafi obliczad sprawności silników cieplnych i skuteczności chłodzenia, potrafi wypowiedzied drugą zasadę termodynamiki śnienie gazu, potrafi wykorzystad równanie stanu gazu doskonałego i równanie Clapeyrona do opisu przemian gazowych (izotermicznej, izobarycznej, izochorycznej, adiabatycznej), potrafi sporządzad i interpretowad wykresy, np. p(V ) , p(T ) , V (T ) , dla wszystkich przemian, potrafi się posługiwad pojęciami ciepła właściwego i ciepła molowego, potrafi obliczad pracę objętościową i ciepło w różnych przemianach gazu doskonałego. potrafi sporządzid wykres p(V ) dla cyklu Carnota i potrafi wyprowadzid wzór na ciśnienie gazu w zbiorniku zamkniętym, potrafi zastosowad pierwszą zasadę termodynamiki do opisu przemian gazowych, potrafi rozwiązywad problemy, wykorzystując ilościowy opis przemian gazu doskonałego. potrafi rozwiązywad problemy dotyczące drugiej zasady termodynamiki, potrafi na podstawie wykresów opisywad cykle przemian zachodzących w silnikach. potrafi rozwiązywad problemy dotyczące przejśd fazowych. opisad go, rozumie i potrafi objaśnid statystyczną interpretację drugiej zasady termodynamiki. potrafi zdefiniowad wielkości fizyczne opisujące te procesy, potrafi sporządzad i interpretowad odpowiednie wykresy, potrafi opisad przemiany energii w tych zjawiskach. Elementy szczególnej teorii względności. 64 65 66 Założenia szczególnej teorii względności. wie, że dla szybkości bliskich szybkości światła w Efekty relatywistyczne. próżni, nie można korzystad Pęd i energia w fizyce relatywistycznej. z transformacji Galileusza, Szczególna teoria względności - rozwią- potrafi objaśnid, dlaczego skutek może wystąpid w określonym czasie po zaistnieniu przyczyny, potrafi stosowad transformacje Galileusza w zadaniach. potrafi wykazad, że przy wie, że znając położenie i prędkośd ciała w jednym układzie odniesienia, można obliczyd położenie i zywanie zadao. wie, że szybkośd światła c jest jednakowa dla wszystkich obserwatorów niezależnie od ich ruchu oraz ruchu źródła światła, wie, że zgodnie ze szczególną teorią względności Einsteina w różnych układach odniesienia czas płynie inaczej. wie, że c jest największą, graniczną szybkością przekazywania informacji w przyrodzie, wie, co to jest rok świetlny, potrafi uzasadnid fakt, że obserwacje astronomiczne dają nam informacje o stanie obiektów przed milionami lub miliardami lat. wie, że dla ruchu z szybkością bliską c nie obowiązuje zwykły wzór na energię kinetyczną. wie, że w układzie, w którym ciało spoczywa ma ono 2 energię E mc zwaną energią spoczynkową ciała. założeniu niezależności szybkości światła od układu odniesienia, czas upływający między dwoma tymi samymi zdarzeniami w różnych układach odniesienia jest różny, potrafi podad przykłady tego, że skutek może wystąpid w określonym czasie po zaistnieniu przyczyny. potrafi objaśnid związek między czasem trwania procesu w układzie własnym, a jego czasem mierzonym w układzie odniesienia, który porusza się względem poprzedniego ze stałą szybkością, bliską szybkości światła, potrafi przedstawid przykład skutków różnego upływu czasu w różnych układach odniesienia. prędkośd w innym układzie i że wielkości te mają różne wartości, wie, że związki między przemieszczeniami i prędkościami w różnych układach odniesienia to transformacje Galileusza, wie, że gdy c zjawiska zachodzące równocześnie w jednym układzie odniesienia, są równoczesne także w innych układach odniesienia. potrafi rozwiązywad problemy dotyczące obliczania energii wiązania układów. potrafi (na przykładzie) wyprowadzid związek między czasem upływającym w dwóch różnych układach odniesienia, z których jeden porusza się ze stałą szybkością, bliską c względem drugiego układu.